精胺酸之補充對腎臟中NLRP3及Nrf2訊息路徑之探討:在敗血症引發急性腎損傷及糖尿病引致之慢性腎衰竭模式

腎臟病可分為急性及慢性，重症病人常因敗血症引發急性腎損傷。慢性腎病變中糖尿病腎病變最為常見。發炎體中NLRP3與細胞的發炎反應最為相關。當微生物感染後NLRP3則會被活化進而促進構造中caspase-1發生作用，將細胞質中的pro-IL-1β及pro-IL-18代謝為具有生理活性的IL-1β及IL-18。此兩種細胞激素會造成腎臟發生炎性壞死並增加氧化壓力加速NLRP3活化。Nrf2是一個轉錄因子，當氧壓力增加時Nrf2會由細胞質移往核內，並與ARE接合促使下游抗氧化基因TRX-1的表現。正常狀態下TRX-1會與TXNIP結合，但在壓力狀態下，TRX-1與TXNIP分離後，TXNIP會與NLRP3接合促進NLRP3活化。故推測活化Nrf2路徑可減緩NLRP3所引發之發炎。精胺酸(Arg)可在腎臟中由Citrulline-Arg路徑合成，腎臟受損生理濃度會下降。Arg為一氧化氮(NO)的前趨物質且有調節腎臟正常生理功能，過去並無研究探討給予Arg之補充在急慢性腎病時對腎臟中NLRP3/Nrf2訊息路徑之影響。故本計畫利用四個實驗以期釐清Arg/NO路徑對急慢性腎病腎臟中NLRP3/Nrf2訊息路徑之影響。實驗一模擬敗血症引發之急性腎損傷，老鼠引致敗血症後經尾靜脈注射Arg(300mg/kg 體重)或iNOS的抑制劑L-NIL(3mg/kg體重)來觀察Arg是否可直接影響或透過iNO來調控急性腎損傷時腎臟中NLRP3/Nrf2訊息路徑。實驗二模擬急性腎損傷時腎臟中免疫細胞(小鼠骨髓分化之樹突細胞及巨噬細胞)及初代腎小管細胞發炎之狀態。分別給與不同濃度之Arg(10、100及350μM)或L-NIL(1mM)培養後，再利用LPS刺激觀察Arg/NO路徑對NLRP3/Nrf2路徑之影響。實驗三模擬高血糖引發慢性腎病模式，給與小鼠餵食脂肪含量占總熱量43%之高脂飲食持續餵食32週後則會有類似高血糖引發慢性腎衰竭之現象。實驗分三組:第一組為正常控制組，第二組為高脂飲食組。第三組為給予佔總熱量2%的Arg高脂飲食，為了與第二組達到等熱量等氮量部分之蛋白質由Arg取代。此實驗可以了解飲食中補充Arg是否可延緩高血糖併發慢性腎衰竭。實驗四利用與實驗三相同之方法，但利用高濃度葡萄糖(15mM)培養液刺激，觀察Arg是否可由NO調控NLRP3/Nrf2路徑。